JP2010238955A - 導電性組成物及びそれを用いた太陽電池の製造方法並びに太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性組成物は、銀粉末とPbO−SiO2−B2O3を主成分とするガラス粉末と有機物からなるビヒクルとを含み、窒化ケイ素層11を貫通してこの層11の下に形成されたn型半導体層12と導通する電極13を形成する。銀粉末の組成物中の比率が70質量%以上95質量%以下であり、ガラス粉末が銀粉末100質量部に対して1質量部以上10質量部以下であり、ガラス粉末の塩基度が0.5以上0.8以下であってガラスの転移点が300℃〜450℃である。
【選択図】 図1
Description
Zi:陽イオンの価数,酸素イオンは2
Ri:陽イオンのイオン半径(Å),酸素イオンは1.40Å
このAiの逆数Bi(1/Ai)を単成分酸化物MiOの酸素供与能力とする。
このBiをBCaO=1、BSiO2=0と規格化すると、各単成分酸化物のBi−指標が与えられる。この各成分のBi−指標を陽イオン分率により多成分系へ拡張すると、任意の組成のガラス酸化物の融体のB−指標(=塩基度)が算出できる。B=Σni・Bi
ni:陽イオン分率
このようにして規定された塩基度は上記のように酸素供与能力をあらわし、値が大きいほど酸素を供与し易く、他の金属酸化物との酸素の授受が起こり易い。」
上記森永健次の著書の記載から明らかなように、「塩基度」とはガラス融体中への溶解の程度を表すものということができ、上記式により得られるガラス粉末の塩基度が0.5以上であれば、焼成により太陽電池10における窒化ケイ素層11を確実に貫通させることができ、得られた電極の密着性を確保することができる。一方、ガラス粉末の塩基度が0.8以下であれば、焼成により得られた電極がn型半導体層12を越えて直接p型半導体基板と導通するような事態を回避して、得られた電極とn型半導体層12の十分な導電性を得ることができる。
導電性ペーストを下記のように作製した。
導電性ペースト中の鉛系ガラスフリットの塩基度が0.6、ガラス転移点が360℃の平均粒径0.5μmのPbO−SiO2−B2O3であること以外は、実施例1と同様にして、導電性ペーストの調製を行い、その後実施例1と同様の条件及び手順により表面には櫛型電極を、裏面には、Al電極が形成された太陽電池セル基板を得た。このようにして塩基度が0.6、ガラス転移点が360℃のガラス粉末を含むペーストを用いた太陽電池セル基板を実施例2とした。
導電性ペースト中の鉛系ガラスフリットの塩基度が0.7、ガラス転移点が340℃の平均粒径0.5μmのPbO−SiO2−B2O3であること以外は、実施例1と同様にして、導電性ペーストの調製を行い、その後実施例1と同様の条件及び手順により表面には櫛型電極を、裏面には、Al電極が形成された太陽電池セル基板を得た。このようにして塩基度が0.7、ガラス転移点が340℃のガラス粉末を含むペーストを用いた太陽電池セル基板を実施例3とした。
導電性ペースト中の鉛系ガラスフリットの塩基度が0.8、ガラス転移点が320℃の平均粒径0.5μmのPbO−SiO2−B2O3であること以外は、実施例1と同様にして、導電性ペーストの調製を行い、その後実施例1と同様の条件及び手順により表面には櫛型電極を、裏面には、Al電極が形成された太陽電池セル基板を得た。このようにして塩基度が0.8、ガラス転移点が320℃のガラス粉末を含むペーストを用いた太陽電池セル基板を実施例4とした。
導電性ペースト中の鉛系ガラスフリットの塩基度が0.4、ガラス転移点が620℃の平均粒径0.5μmのPbO−SiO2−B2O3であること以外は、実施例1と同様にして、導電性ペーストの調製を行い、その後実施例1と同様の条件及び手順により表面には櫛型電極を、裏面には、Al電極が形成された太陽電池セル基板を得た。このようにして塩基度が0.4、ガラス転移点が620℃のガラス粉末を含むペーストを用いた太陽電池セル基板を比較例1とした。
導電性ペースト中の鉛系ガラスフリットの塩基度が0.9、ガラス転移点が290℃の平均粒径0.5μmのPbO−SiO2−B2O3であること以外は、実施例1と同様にして、導電性ペーストの調製を行い、その後実施例1と同様の条件及び手順により表面には櫛型電極を、裏面には、Al電極が形成された太陽電池セル基板を得た。このようにして塩基度が0.9、ガラス転移点が290℃のガラス粉末を含むペーストを用いた太陽電池セル基板を比較例2とした。
実施例1〜4、比較例1〜2における電極付き基板の表面電極と裏面電極とをI・Vテスタにて接続し、直列抵抗値の測定を行った。評価については、I・V曲線から算出される直流抵抗値が基準値より低く、かつI・V曲線がダイオード特性を示す場合を合格とし、I・V曲線から算出される直流抵抗値が基準値より高く、かつI・V曲線がダイオード特性を示さない場合を不合格とした。この評価結果をガラスの組成とともに表1に示す。
11 窒化ケイ素層
12 n型半導体層
13 電極
14 p型半導体基板
Claims (4)
- 銀粉末とPbO−SiO2−B2O3を主成分とするガラス粉末と有機物からなるビヒクルとを含み、窒化ケイ素層(11)を貫通して前記窒化ケイ素層(11)の下に形成されたn型半導体層(12)と導通する電極(13)を形成するための導電性組成物であって、
前記銀粉末の前記組成物中の比率が70質量%以上95質量%以下であり、
前記ガラス粉末が前記銀粉末100質量部に対して1質量部以上10質量部以下含まれ、
前記ガラス粉末の塩基度が0.5以上0.8以下であってガラスの転移点が300℃〜450℃であることを特徴とする導電性組成物。 - ガラス粉末の微量成分としてFe2O3,TiO2,SiO2,Al2O3,ZrO2及びNiOからなる群より選ばれた1又は2以上の酸化物を0モル%を越えて5モル%以下含むことを特徴とする請求項1記載の導電性組成物。
- p型半導体基板(14)に酸又はアルカリによるエッチング処理を施して、前記p型半導体基板(14)のスライスダメージを除去する工程と、
前記p型半導体基板(14)にテクスチャエッチング処理を施して、前記p型半導体基板(14)の上面にテクスチャ構造を形成する工程と、
前記p型半導体基板(14)の上面にn型ドーパントを熱拡散させることにより、前記p型半導体基板(14)の上面にn型半導体層(12)を形成する工程と、
前記n型半導体層(12)上に窒化ケイ素層(11)を形成する工程と、
前記窒化ケイ素層(11)上に請求項1又は2記載の導電性組成物を直線状又は櫛歯状に印刷する工程と、
前記p型半導体基板(14)の下面に、Alペーストを印刷する工程と、
前記印刷した導電性組成物及びAlペーストを有するp型半導体基板(14)を700〜975℃の温度で1〜30分間焼成することにより、前記窒化ケイ素層(11)を貫通して前記n型半導体層(12)と導通する電極(13)を形成するとともに、p+層(16)、Al−Si合金層(19)、アルミニウム裏面電極(18)を形成する工程と
を含む太陽電池の製造方法。 - p型半導体基板(14)と、前記p型半導体基板(14)の上面に形成されたn型半導体層(12)と、前記n型半導体層(12)の上に形成された窒化ケイ素層(11)と、請求項1又は2記載の導電性組成物の焼き付けにより形成され前記窒化ケイ素層(11)を貫通して前記n型半導体層(12)と導通する直線状又は櫛歯状の電極(13)とを備える太陽電池。
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